第八章-煤炭液化轉(zhuǎn)化技術(shù)產(chǎn)技術(shù)課件

煤炭液化轉(zhuǎn)化技術(shù)煤炭液化轉(zhuǎn)化技術(shù)1煤直接加氫液化制油2煤炭液化制油機(jī)理1第八章煤炭液化轉(zhuǎn)化技術(shù)國內(nèi)煤炭直接液化制油發(fā)展現(xiàn)狀4煤炭直接液化制油工藝3煤炭間接液化制油5煤直接加氫液化制油2煤炭液化制油機(jī)理1第八章煤炭液化轉(zhuǎn)化技2F-T合成工藝7F-T合成過程的工藝參數(shù)6第八章煤炭液化轉(zhuǎn)化技術(shù)F-T合成工藝7F-T合成過程的工藝參數(shù)6第八章煤炭液化轉(zhuǎn)3第一節(jié)煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)12煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)與石油化學(xué)結(jié)構(gòu)的區(qū)別煤加氫液化的反應(yīng)機(jī)理12煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)與石油化學(xué)結(jié)構(gòu)的區(qū)別煤加氫液化的反應(yīng)機(jī)理4一、煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)與石油化學(xué)結(jié)構(gòu)的區(qū)別一、煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)與石油化學(xué)結(jié)構(gòu)的區(qū)別5二、煤加氫液化的反應(yīng)機(jī)理1.在加氫液化過程中的反應(yīng)（1）煤熱裂解反應(yīng)（2）加氫反應(yīng)（3）脫氧、硫、氮雜原子反應(yīng)（4）縮合反應(yīng)二、煤加氫液化的反應(yīng)機(jī)理1.在加氫液化過程中的反應(yīng)6二、煤加氫液化的反應(yīng)機(jī)理2.煤加氫液化反應(yīng)機(jī)理①組成不均一。②雖然在反應(yīng)初期有少量氣體和輕質(zhì)油生成，不過數(shù)量有限。③瀝青烯是主要中間產(chǎn)物。④逆反應(yīng)可能發(fā)生。二、煤加氫液化的反應(yīng)機(jī)理2.煤加氫液化反應(yīng)機(jī)理7第二節(jié)煤直接加氫液化制油12原料煤的選擇加氫液化溶劑的選擇3加氫液化催化劑的選擇第二節(jié)煤直接加氫液化制油12原料煤的選擇加氫液化溶劑的選擇8一、原料煤的選擇1.煤的變質(zhì)程度與液化特性的關(guān)系一般說來，除無煙煤不能直接液化外，其他煤均可不同程度地被液化。煤炭加氫液化的難度隨煤的變質(zhì)程度的增加而增加，即泥炭＜年輕褐煤＜褐煤＜高揮發(fā)分煙煤＜中等揮發(fā)分煙煤＜低揮發(fā)分煙煤。一、原料煤的選擇1.煤的變質(zhì)程度與液化特性的關(guān)系9一、原料煤的選擇2.煤的巖相組成與液化特性的關(guān)系一、原料煤的選擇2.煤的巖相組成與液化特性的關(guān)系10一、原料煤的選擇3.煤中礦物質(zhì)與液化特性的關(guān)系

煤中礦物質(zhì)對液化效率有一定的影響。礦物質(zhì)含量高，會(huì)增加反應(yīng)設(shè)備的非生產(chǎn)性負(fù)荷，而灰渣易磨損設(shè)備，且因分離困難而造成油收率的減少，因此加氫液化原料煤的灰分低一些較好，一般認(rèn)為液化用原料煤的灰分應(yīng)小于10％。一、原料煤的選擇3.煤中礦物質(zhì)與液化特性的關(guān)系11二、加氫液化溶劑的選擇①與煤配成煤漿，便于煤的輸送和加壓；②溶解煤、防止煤熱解產(chǎn)生的自由基碎片縮聚；③溶解氣相氫，使氫分子向煤或催化劑表面擴(kuò)散；④向自由基碎片直接供氫或傳遞氫。二、加氫液化溶劑的選擇①與煤配成煤漿，便于煤的輸送和加壓；12三、加氫液化催化劑的選擇1.催化劑的作用首先催化劑活化反應(yīng)物，加速加氫反應(yīng)速率，提高煤炭液化的轉(zhuǎn)化率和油收率。其次促進(jìn)溶劑的再氫化和氫源與煤之間的氫傳遞。再次催化劑具有選擇性。三、加氫液化催化劑的選擇1.催化劑的作用13三、加氫液化催化劑的選擇2.催化劑的品種及選擇（1）鐵系催化劑（2）金屬氧化物催化劑（3）金屬鹵化物催化劑（4）助催化劑三、加氫液化催化劑的選擇2.催化劑的品種及選擇14第三節(jié)煤炭直接液化制油工藝12氫-煤法I·G法3溶劑萃取法4Borrop煤加氫液化工藝5合成油法第三節(jié)煤炭直接液化制油工藝12氫-煤法I·G法3溶劑萃取法15第三節(jié)煤炭直接液化制油工藝45煤兩段催化劑液化——CTSL工藝煤炭溶劑萃取加氫液化6煤油共煉技術(shù)7煤超臨界萃取第三節(jié)煤炭直接液化制油工藝45煤兩段催化劑液化——CTSL16一、氫-煤法一、氫-煤法17二、I·G法二、I·G法18二、I·G法二、I·G法19三、溶劑萃取法三、溶劑萃取法20四、Borrop煤加氫液化工藝四、Borrop煤加氫液化工藝21五、合成油法五、合成油法22六、煤兩段催化劑液化——CTSL工藝六、煤兩段催化劑液化——CTSL工藝23七、煤炭溶劑萃取加氫液化1.溶劑精煉煤法七、煤炭溶劑萃取加氫液化1.溶劑精煉煤法24七、煤炭溶劑萃取加氫液化七、煤炭溶劑萃取加氫液化25七、煤炭溶劑萃取加氫液化2.?？松淙軇┓ㄆ?、煤炭溶劑萃取加氫液化2.?？松淙軇┓?6八、煤油共煉技術(shù)1.HRI工藝八、煤油共煉技術(shù)1.HRI工藝27八、煤油共煉技術(shù)2.CCLC工藝八、煤油共煉技術(shù)2.CCLC工藝28八、煤油共煉技術(shù)3.PYROSOL工藝八、煤油共煉技術(shù)3.PYROSOL工藝29九、煤超臨界萃取九、煤超臨界萃取30第四節(jié)國內(nèi)煤炭直接液化制油發(fā)展現(xiàn)狀

1997-2000年，煤炭科學(xué)研究總院分別與美國、德國、日本有關(guān)機(jī)構(gòu)合作，完成了神華煤、云南先鋒煤和黑龍江依蘭煤的放大試驗(yàn)以及直接液化示范工廠的初步可行性研究。第四節(jié)國內(nèi)煤炭直接液化制油發(fā)展現(xiàn)狀1997-20031第五節(jié)煤炭間接液化制油12煤炭間接液化的一般加工過程F-T合成的基本原理3F-T合成催化劑第五節(jié)煤炭間接液化制油12煤炭間接液化的一般加工過程F-T32一、煤炭間接液化的一般加工過程一、煤炭間接液化的一般加工過程一、煤炭間接液化的一般加工過程一、煤炭間接液化的一般加工過程33一、煤炭間接液化的一般加工過程1.煤預(yù)處理2.煤炭氣化3.氣體凈制4.氣體轉(zhuǎn)換（1）CO變換法（2）甲烷重整法5.F-T合成與產(chǎn)物回收一、煤炭間接液化的一般加工過程1.煤預(yù)處理34一、煤炭間接液化的一般加工過程一、煤炭間接液化的一般加工過程35一、煤炭間接液化的一般加工過程一、煤炭間接液化的一般加工過程36二、F-T合成的基本原理二、F-T合成的基本原理37三、F-T合成催化劑1.F-T合成催化劑的組成與作用（1）主金屬（2）助催化劑（3）載體三、F-T合成催化劑1.F-T合成催化劑的組成與作用38三、F-T合成催化劑2.F-T合成催化劑的制備及其預(yù)處理一氧化碳和氫氣的合成反應(yīng)是在催化劑表面上進(jìn)行的，要求催化劑有合適的表面結(jié)構(gòu)和一定的表面積。這些要求不僅與催化劑的組分有關(guān)，而且還與制備方法和預(yù)處理?xiàng)l件有關(guān)。合成催化劑常用制備方法有沉淀法和熔融法等。三、F-T合成催化劑2.F-T合成催化劑的制備及其預(yù)處理39三、F-T合成催化劑3.F-T合成催化劑的失效（1）催化劑被硫化物中毒而失效（2）催化劑被氧化而失效（3）由于產(chǎn)物蠟的覆蓋而失效（4）失去力學(xué)性能（5）由于熔融而失效三、F-T合成催化劑3.F-T合成催化劑的失效40第六節(jié)F-T合成過程的工藝參數(shù)12原料氣組成反應(yīng)溫度3反應(yīng)壓力4空間速度第六節(jié)F-T合成過程的工藝參數(shù)12原料氣組成反應(yīng)溫度3反應(yīng)41一、原料氣組成

原料氣中有效成分（）含量高低影響合成反應(yīng)速度的快慢。一般是含量高，反應(yīng)速率快，轉(zhuǎn)化率增加，但是反應(yīng)放出熱量多，易造成床層超溫。另外制取高純度的合成原料氣體成本高，所以一般要求其含量為80％～85％。一、原料氣組成原料氣中有效成分（）含42二、反應(yīng)溫度

在所有動(dòng)力學(xué)方程中，反應(yīng)速率和時(shí)空產(chǎn)率都隨溫度的升高而增加。必須注意，反應(yīng)溫度升高，副反應(yīng)的速率也隨時(shí)猛增。如溫度高于300℃時(shí)，甲烷的生成量越來越多，一氧化碳裂解成碳和二氧化碳的反應(yīng)也隨之加劇。因此生產(chǎn)過程中必須嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度。二、反應(yīng)溫度在所有動(dòng)力學(xué)方程中，反應(yīng)速率和時(shí)空產(chǎn)率都43三、反應(yīng)壓力

反應(yīng)壓力不僅影響催化劑的活性和壽命，而且也影響產(chǎn)物的組成與產(chǎn)率。壓力增加，反應(yīng)速度加快，尤其是氫氣分壓的提高，更有利于反應(yīng)速率的加快，這對鐵催化劑的影響比鈷劑更加顯著。三、反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力不僅影響催化劑的活性和壽命，而且44四、空間速度

對不同催化劑和不同的合成方法，都有最適宜的空間速度范圍。在適宜的空間速度下合成，油收率最高。但是空間速度增加，一般轉(zhuǎn)化率降低，產(chǎn)物變輕，并且有利于烯烴的生成。四、空間速度對不同催化劑和不同的合成方法，都有最適宜45第七節(jié)F-T合成工藝12氣相固定床合成工藝氣流床Synthol合成工藝3三相漿態(tài)床F-T合成——Kolbel工藝4流化床F-T合成工藝第七節(jié)F-T合成工藝12氣相固定床合成工藝氣流床Synth46一、氣相固定床合成工藝一、氣相固定床合成工藝47二、氣流床S